Dobór naturalny (selekcja naturalna) – jeden z mechanizmów
ewolucji biologicznej
, prowadzący do ukierunkowanych zmian w
populacji
zwiększających ich przeciętne przystosowanie, czyli
adaptację
do warunków środowiskowych, poza okresem
wymierania
.
Miarą sukcesu w doborze naturalnym jest
dostosowanie
(ang. fitness); można je rozpatrywać na poziomie osobników lub poszczególnych genów.
Organizmy
posiadające korzystne cechy mają większą szansę na przeżycie i
rozmnażanie
, co prowadzi do zwiększania częstości występowania korzystnych genów w populacji. Takie sformułowanie doboru naturalnego jest jednak
tautologią
. Cechy są "korzystne" tylko dlatego, że powodują zwiększenie częstości występowania korzystnych genów w populacji i odwrotnie. Nie ma tutaj żadnego innego kryterium "korzystności" cech organizmów. Tak sformułowana teoria jest więc
niefalsyfikowalna
czyli pozbawiona cech
naukowości
.
Dobór naturalny został zaproponowany przez
Karola Darwina
i
Alfreda R. Wallace'a
jako główny mechanizm prowadzący do kierunkowych zmian w procesie ewolucji.
Stabilność populacji
W każdym pokoleniu powstaje znacznie więcej organizmów potomnych, niż liczy pokolenie rodzicielskie. Obserwacje wykazały, że liczebność większości populacji pozostaje na stałym poziomie lub ulega
oscylacjom
wokół pewnej
średniej
. Zestawienie tych dwóch faktów prowadzi do wniosku, że w naturze ogromna większość osobników potomnych nigdy nie osiąga sukcesu reprodukcyjnego. Młode mogą zostać zjedzone przez organizmy z następnego ogniwa
łańcucha pokarmowego
padając jednocześnie ofiarą:
- fizycznych warunków środowiska (np. zimna, suszy)
-
chorób
i
pasożytów
- konkurencji o ograniczone zasoby środowiska (walka o byt)
Pomiędzy różnymi czynnikami negatywnymi występuje zjawisko dodatniego
sprzężenia zwrotnego
. Dla przykładu mała zdolność odnajdywania pokarmu ogranicza rozwój organizmu, który staje się bardziej podatny na choroby pogarszające jego stan. Osłabiony i chory osobnik staje się łatwym łupem drapieżników.
Różnorodność w populacji
Rozkład normalny
– oś
x to intensywność cechy, oś
y to część populacji. 4 funkcje mogą odpowiadać czterem blisko spokrewnionym
taksonom
. W dużych populacjach w każdym pokoleniu pojawiają się
mutacje
każdego genu. Gdyby mutacje były obojętne, to widoczne na wykresie "dzwony" uległyby spłaszczeniu.
Szanse przeżycia i wydania potomstwa nie są równe, ponieważ osobniki w obrębie populacji cechuje
zmienność
genetyczna. Różne warianty genów nazywane
allelami
, powodują powstawanie odmienności. Dodatkową siłą wzmacniającą zróżnicowanie populacji jest dodawanie się wpływów różnych genów, które można obserwować poprzez pomiary cech ilościowych (wzrost, ciężar itp.). Dla stabilnych populacji
rozkład intensywności
cech ilościowych jest
normalny
. Oprócz genów na cechy organizmu mają wpływ również czynniki
środowiskowe
. Mogą to być zjawiska o charakterze fizycznym, takie jak
klimat
, czy warunki
geograficzne
itp. Duże znaczenia mają też oddziaływania ze strony
drapieżników
,
pasożytów
, konkurentów o pokarm itp. Wpływ środowiska powoduje zwykle zwiększanie szerokości na wykresie rozkładu intensywności cech ilościowych.
Rodzaje doboru
Rodzaj doboru ze względu na kierunkowość:
-
dobór stabilizujący
– eliminuje osobniki o skrajnej intensywności cech zwężając "dzwon" tym bardziej im stabilniejsze jest środowisko
-
dobór kierunkowy
– eliminuje osobniki o skrajnie małej lub dużej intensywności cech powodując przesunięcie "dzwonu" w prawo lub lewo – dobór "popycha" dzwon na wykresie
- dobór różnicujący – eliminuje osobniki o umiarkowanej intensywności cech powodując przekształcenie wykresu z dzwono kształtnego, poprzez M-kształtny, w dwa osobne "dzwony". Odpowiada to powstaniu dwóch nowych
odmian
/
podgatunków
lub
gatunków
w zależności od liczby badanych cech
Historia
Powszechnie przyjmuje się, że zasadę działania doboru naturalnego jako pierwszy opisał
Karol Darwin
, niektóre źródła wskazują na jego dziadka
Erazma Darwina
, inne na
kreacjonistę
Edwarda Blytha
(
1835
), a inne jeszcze na Pierre'a Mauperitiusa, który miał tego dokonać na 100 lat przed opisaniem owej zasady przez Karola Darwina. [1]
Dowody
Ćmy
Jedną z pierwszych obserwacji działania doboru naturalnego w przyrodzie były prace H.B.D. Kettlewella nad rozprzestrzenianiem się
melanistycznych
form w populacjach ćmy
krępaka nabrzozaka
(Biston betularia) na obszarach zanieczyszczonych przemysłowo w Anglii. Kettlewell udokumentował m.in., że ciemne ubarwienie formy melanistycznej jest dziedziczne (konieczny warunek dla ewolucji – patrz pierwsze założenie TE) oraz, że forma melanistyczna jest mniej narażona na ataki ze strony ptaków w obszarach zmienionych przemysłowo, gdzie zaniknęła pokrywa porostowa na drzewach (warunek konieczny dla doboru naturalnego). Wielokrotnie podnoszono zastrzeżenia co do szczegółów metodologicznych badań Kettlewella, lecz późniejsze i bardziej dokładne eksperymenty potwierdziły jego wnioski bez wyjątku.
Zięby Darwina
Inną klasyczną dokumentacją zachodzącego w naturze doboru naturalnego są wyniki badań nad ewolucją
zięb Darwina
na wysepce Daphne Major należącej do archipelagu
Galapagos
prowadzonych przez Petera i Rosemary Grantów.[2]
Inne
Proces doboru obserwowany był niezliczoną ilość razy w kontrolowanych eksperymentach laboratoryjnych. Klasyczne badania w tym kierunku przeprowadzone były przez Dobzhanskiego.
Literatura
- ↑ Jodkowski, K., Metodologiczne aspekty kontrowersji ewolucjonizm-kreacjonizm, "RRR 35", Wydawnictwo UMCS, Lublin, 1998, , s. 209
- ↑ Weiner, J., Dziób zięby czyli jak dziś przebiega ewolucja, Wiedz i Książka, Warszawa, 1997,
Zobacz też